CN105416521A - 平台月池减阻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平台月池减阻装置，包括设置在月池两端横向内壁且通过水密隔板隔开的减振舱与减晃舱，减振舱外壁与减晃舱下部外壁分别横置数排交错分布的阻尼块,减晃舱下部外壁设置数个挡浪柱，减晃舱内上下设置三层隔板，隔板上下侧及舱底内壁横置数排水平交错分布的垂直消波块，隔板向着平台月池的外端设置上下对应的锲形块。减振舱的减振舱外壁和垂向壁板上分别设有数条矩形开口，月池纵向两端内壁及垂向壁板上横置数排垂向交错分布的水平消波块。本发明的减振舱与减晃舱能保证平台在不同工况下安全稳定的工作。减晃舱下部外壁设置的挡浪柱能有效抵挡来流的冲击，削弱波浪的动能，诱导来流往月池底部运动，减小月池内漩涡的形成。

Description

平台月池减阻装置

技术领域

本发明涉及一种减小海洋工程结构物阻力影响的装置，特别涉及一种减小钻井平台月池在不同工况下液面振荡、晃荡和漩涡的装置，属于船舶与海洋工程技术领域。

背景技术

随着人类对石油天然气能源的需求增加，陆地资源的开发已经不能满足现有的石油供应，海上石油勘探和开发刻不容缓，各式新型的海洋装备在此新形势下不断涌现，钻井船和各类钻井平台作为海上钻井设备的主打产品也在不断的发展和革新。月池，作为海上钻井平台必不可少的结构形式，一般位于平台中部，其结构为自上夹板直通底部的上下贯通平台的垂直通道，钻井设备和管道穿过垂直通道进行钻井采油。由于平台底部月池内壁与海浪来流直接接触，月池前端产生的漩涡向后端输送，碰到月池后壁时受到阻碍，返送至月池内部，造成月池内流体翻滚，月池后壁较前壁的压力较大，从而产生阻力；同时在风浪流的作用下，月池内自由液面会形成沿月池深度方向的上下“活塞”运动和水平方向的“晃荡”运动，对月池内壁以及甲板造成冲击，从而影响平台主体在海水中的运动姿态，对海上工作和休息环境造成严重影响。

目前，为了应对月池所产生的的不利影响，一般采用在月池内壁或底部添加附加物和在月池内增设可开闭的活动板，这些措施在一定程度上能够减轻部分阻力，但是由于平台在海上工作时需要应对不同工况下的阻力影响，现有的技术方案并不能完全满足月池结构减阻的要求，而且对于活动式开闭板来说，一般采用液压缸推拉方式带动板的运动，液压缸装置易受海水浸泡腐蚀，增加了密闭性要求同时也带来了操作上的诸多不便。

对于平台结构来说，拖航时，由于来流首先在月池的前沿处产生漩涡，这个漩涡逐渐发展，并向着月池的后沿处进行运动，在到达月池后沿处时，将会形成一个占据了月池内部大部分空间的大涡，之后月池的前沿继续产生漩涡，并不断重复这一过程，形成漩涡反应；同时由于吃水较浅，月池内液面高度相对较低，随运动方向一侧前壁明显高于后壁，易在月池内产生水平方向的晃荡作用；而在平台作业时，吃水增加，月池内液面高度增加，易在沿月池深度方向产生上下的振荡运动。伴随平台在不同状态下月池内的液面形式，设计一种既能减小晃荡与振荡又能遏制漩涡的月池结构就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效抑制月池内水平方向晃荡和垂直方向振荡、使漩涡形成最小化、缓解海水对平台冲击，保证平台在各种工况下正常稳定工作的装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种平台月池减阻装置，所述平台月池设置在平台中部，且其纵向与平台纵向平行；包括设置在月池两端横向内壁且上下垂直排列的减振舱与减晃舱，所述减振舱与减晃舱之间通过水密隔板隔开；减振舱外壁与减晃舱下部外壁分别横置数排交错分布的阻尼块,减晃舱下部外壁固定连接数个与月池等宽的挡浪柱，减晃舱下部设有垂直外壁，中部以上不设垂直外壁，减晃舱内上下设置三层隔板，隔板上下侧及舱底内壁横置数排交错分布的的垂直消波块，隔板向着平台月池的外端设置上下对应的锲形块；减振舱舱内设置彼此固定连接的水平隔板和垂向壁板，所述减振舱外壁和垂向壁板上分别设有数条平行于月池宽度方向的矩形开口，减振舱内月池内壁及垂向壁板上横置数排垂向交错分布的水平消波块。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的平台月池减阻装置，其中所述水平消波块的间距a=0.5m~1m,水平消波块斜面倾斜角α=10°~30°，长边b与短边c之比b：c=1.5~3。

前述的平台月池减阻装置，其中所述挡浪柱的截面形式为半圆，三根挡浪柱半径递减，间隔均匀横置在减晃舱底部外壁，三根挡浪柱的半径之比半径R1：R2：R3=5：3：1。

前述的平台月池减阻装置，其中所述阻尼块为外小内大的斗形阻尼块，减晃舱外壁与减振舱下部外壁上下共横置四排彼此上下交错分布的斗形阻尼块，斗形阻尼块的横向间距s=0.2m~0.6m，斗形阻尼块的上下表面均为正方形，边长比m：n=2：1。

前述的平台月池减阻装置，其中所述锲形块的锲形夹角β=45°~75°。

本发明结构简单，在月池横向内壁上设置的减振舱与减晃舱，确保平台在不同工况下安全稳定的工作。减晃舱下部外壁均匀设置的挡浪柱，能够有效抵挡来流的冲击，削弱波浪的动能，诱导来流往月池底部运动，减小月池内漩涡的形成。减晃舱外壁与减振舱外壁上的斗形阻尼块，能够减小内壁上流体与固壁的粘性作用，减小粘性阻力，同时交错式的分布能够进一步遏制漩涡反应。平台拖航工况时，月池内吃水较浅，液面高度在减晃舱区域，减晃舱内水平交错布置的消波块能够有效阻挡海水在月池内做前后往复运动，从而减小月池内的晃荡作用；平台作业时，平台主体下降，吃水增加，月池内液面高度在减振舱区域，减晃舱内垂向交错布置的消波块能够有效阻挡海水在月池内做上下伸缩式振荡运动。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。

附图说明：

图1为本发明组合式月池减阻装置的结构示意图；

图2为组合式月池减阻装置的俯视图；

图3为图1在A处的局部视图；

图4为图1的Ⅰ部放大图；

图5为图1的Ⅱ部立体放大图；

图6为图1的Ⅲ部立体放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图6所示，本实施例包括设置在月池两端横向内壁10且上下垂直排列的减振舱1与减晃舱2，减振舱1与减晃舱2之间通过水密隔板3隔开。减振舱外壁11与减晃舱下部外壁21分别横置数排交错分布的阻尼块4,减晃舱下部外壁21固定连接4个与月池等宽的挡浪柱5，减晃舱中部以上不设垂直外壁，减晃舱2内上下设置三层隔板22，隔板22上下侧及舱底内壁23横置8排水平方向交错分布的的垂直消波块6，减小月池内海水水平方向的前后晃荡，有效阻挡海水在月池内的前后往复运动，从而减小月池内的晃荡作用。隔板22向着平台月池的外端设置上下对应的锲形块7。减振舱1舱内设置固定连接的水平隔板12和垂向壁板13，减振舱外壁11、和垂向壁板13上分别设有数条平行于月池宽度方向的矩形开口131，海水从矩形开口131进入减振舱1内，受到舱内水平消波块8的减阻作用。减振舱1内月池内壁10及垂向壁板13上横置数排垂向交错分布的水平消波块8，可以减小月池内海水垂向振荡，有效阻挡海水在月池内上下伸缩的振荡运动。

如图4和图5所示，水平消波块8的间距a=0.5m~1m,水平消波块8斜面倾斜角α=10°~30°，长边b与短边c之比b：c=1.5~3。

如图1所示，挡浪柱5的截面形式为半圆，三根挡浪柱5的半径递减，间隔均匀横置在减晃舱下部外壁21，三根挡浪柱5的半径之比R1：R2：R3=5：3：1。能够有效削弱波浪的冲击，减小波浪动能。

如图6所示，锲形块7的锲形夹角β=45°~75°，可以对波浪起到缓冲作用，缓减对舱内消波块的冲击；

如图7所示，阻尼块4为外小内大的斗形阻尼块，减晃舱外壁11与减振舱下部外壁21上下共横置四排彼此上下交错分布的斗形阻尼块，斗形阻尼块的横向间距s=0.2m~0.6m，斗形阻尼块的上下表面均为正方形，边长比m：n=2：1。能够有效遏制漩涡的形成同时减小月池内粘性阻力，防止波浪爬升减小波浪溢流到达平台甲板9上。

平台拖航时，月池内吃水较浅，液面高度在减晃舱区域，减晃舱2内水平交错布置的垂直消波块5能够有效阻挡海水在月池内的前后往复运动，从而减小月池内的晃荡作用；平台作业时，平台主体下降，吃水增加，月池内液面高度在减振舱1区域，减晃舱2内垂向交错布置的水平消波块7能够有效阻挡海水在月池内做上下伸缩式振荡运动。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种平台月池减阻装置，所述平台月池设置在平台中部，且其纵向与平台纵向平行；其特征是，包括设置在月池两端横向内壁且上下垂直排列的减振舱与减晃舱，所述减振舱与减晃舱之间通过水密隔板隔开；减振舱外壁与减晃舱下部外壁分别横置数排交错分布的阻尼块,减晃舱下部外壁固定连接数个与月池等宽的挡浪柱，减晃舱下部设有垂直外壁，中部以上不设垂直外壁，减晃舱内上下设置三层隔板，隔板上下侧及舱底内壁横置数排水平方向交错分布的的垂直消波块，隔板向着平台月池的外端设置上下对应的锲形块；减振舱舱内设置彼此固定连接的水平隔板和垂向壁板，所述减振舱外壁和垂向壁板上分别设有数条平行于月池宽度方向的矩形开口，减振舱内月池内壁及垂向壁板上横置数排垂向交错分布的水平消波块。

2.如权利要求1所述的平台月池减阻装置，其特征是，所述水平消波块的间距a=0.5m~1m,水平消波块斜面倾斜角α=10°~30°，长边b与短边c之比b：c=1.5~3。

3.如权利要求1所述的平台月池减阻装置，其特征是，所述挡浪柱的截面形式为半圆，三根挡浪柱的半径递减，间隔均匀横置在减晃舱底部外壁，三根挡浪柱的半径之比R1：R2：R3=5：3：1。

4.如权利要求1所述的平台月池减阻装置，其特征是，所述阻尼块为外小内大的斗形阻尼块，减晃舱外壁与减振舱下部外壁上下共横置四排彼此上下交错分布的斗形阻尼块，斗形阻尼块的横向间距s=0.2m~0.6m，斗形阻尼块的上下表面均为正方形，边长比m：n=2：1。

5.如权利要求1所述的平台月池减阻装置，其特征是，所述锲形块的锲形夹角β=45°~75°。